[Linux]文件基础-如何管理文件

不会写算法的小沈2024-02-25 8:47

回顾C语言之 - 文件如何被写入

fopen fwrite fread fclose fseek ...

这一系列函数都是C语言中对文件进行的操作：

c 复制代码

int main()
{
    FILE* fp=fopen("text","w");
    char str[20]="write into text";
    fputs(str,fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}

而上述C语言指令本质上都是封装了操作系统的指令实现了具体操作，例如：fopen封装了open，fclose封装了close，所以不用C语言提供的fopen...函数，也可以实现文件操作

c 复制代码

int main()
{
    int fd=open("text",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
    char str[100]="write into text";
    write(fd,str,sizeof(str));
    close(fd);
    return 0;
}

Linux中的文件是怎么被管理的

了解OS中对文件的基本操作后，已经能够自行管理文件，如何决定想要管理的文件是那个呢？现在开始探究文件是如何被管理的

1、想要对文件进行操作，需要先打开文件

电脑的内存容量是偏小的，所以文件都会被保存在磁盘上面。只有当进行操作的时候，才会加载到内存中

2、谁来打开这些文件

这些文件都是由进程负责打开和关闭，而对其进行管理则需要用到文件描述符fd

3、fd（文件描述符）是什么

文件描述符概括来说就是一个描述符对应一个文件，每当一个文件被打开，都会被赋予一个文件描述符

下图便是Linux中对于文件管理所用的结构体

在task_struct中，存在files_struct结构体，用来保存文件通用的一些最基本属性。

在该结构体中又存在一个file结构体数组，用来保存具体文件，而前文所说的fd 代表的就是这个数组fd_array 的下标（即每一个下标对应一个文件）。

其中，在fd_array中，前3个下标位置默认由stdin stdout stderr 占用

c 复制代码

/*下面是Linux中这几个结构体的内容*/
struct task_struct {
    ...
    struct files_struct *files;
    ...
}
struct files_struct {
	atomic_t count;
	struct fdtable *fdt;
	struct fdtable fdtab;
	spinlock_t file_lock ____cacheline_aligned_in_smp;
	int next_fd;
	struct embedded_fd_set close_on_exec_init;
	struct embedded_fd_set open_fds_init;
	struct file * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];
};
struct file {
	struct file *next;
	struct file *parent;
	char *name;
	int lineno;
	int flags;
};